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Betriebsoptimierung, -monitoring und Transfer im Energetischen Nachbarschaftsquartier Helleheide, Teilvorhaben: Betriebsführungsoptimierung von Energieanlagen unter besonderer Berücksichtigung von unsicheren Prognosen, Optimierung bezüglich multipler Kriterien

Im zukünftigen Energiesystem mit 100% erneuerbaren Energien ist es essentiell die dezentrale Sektorenkopplung von Strom, Wärme und Elektromobilität auf Quartiersebene effizient zu vernetzen. Das ist besonders relevant für die Nutzbarmachung und Realisierung lokaler netzdienlicher Flexibilitätspotenziale für die Systemstabilität, als auch für die sichere digitale Kommunikation sowie die Akzeptanz und verstetigte Anwendung der Konzepte abseits von Pilotprojekten. Als Basis für die Evaluation stimmiger Konzepte und Planungen werden aber konkrete (Mess-) Daten und Informationen aus der Nutzungsphase eines Quartiers benötigt. Das innovative Reallabor Helleheide bietet dazu die einmalige Gelegenheit, zu untersuchen, was nach der Konzeptionierung, dem Aufbau im Quartier und der ersten Inbetriebnahme geschieht, z. B. inwiefern geplante Synergien sich realisieren und in welchem Maße die Akzeptanz der vielfältigen Stakeholder auch im Betrieb eine Rolle spielt. Das Vorhaben knüpft daher als Phase 2 an das vom BMWK und BMBF geförderte Vorhaben 'Energetisches Nachbarschaftsquartier Fliegerhorst Oldenburg' mit dem Förderkennzeichen 03SBE111 an. Die längerfristigen Akteursbeziehungen sind im Reallabor Helleheide dabei von zentraler Bedeutung. Hervorzuheben sind neben der vertrauensvollen und konstruktiven Zusammenarbeit zwischen Projektteam und Akteuren im Quartier (Bewohner*innen, Planer*innen und Entwickler*innen, Handwerker*innen, Wissenschaftler*innen) besonders die Einmaligkeit des erreichten Energieversorgungssystems sowie die Diversität im Bereich der Bewohnerstrukturen. Während des Projekts wird der Betrieb der Energieanlagen optimiert und gemonitort, welcher insbesondere durch Unsicherheiten bei der lokalen Energieerzeugung aber auch dem Nutzerverhalten geprägt ist. Hierbei kommen Algorithmen zum Einsatz die schon bei der Konzepterstellung verwendet wurden, um Emissionen zu reduzieren und zu vermeiden. Weiter erfolgt ein Abgleich der Modelle unter Nutzung der Messdaten.

Smart Grids - Open Gateway Energy Management Alliance (OGEMA)

About 40% of final energy consumption in Germany will take place in and around buildings. Heating, cooling, hot water and the operation of electric devices are doing the most important areas - in the future probably also increasingly electric vehicles. The Open Gateway Energy Management Alliance (OGEMA) is an open software platform for energy management in this area. This connects energy consumers and producers to the customer with control centers of energy supply and binds a display for user interaction to. Thus, end-users should be able to automatically observe the future variable price of electricity and energy consumption to times. All participating developers to turn their ideas for automated energy can be used more efficiently to implement in appropriate software.

Neuartige Steuerung verschiedener Abtauverfahren zur Erhöhung der Energieeffizienz und Nachhaltigkeit in der Lebensmittelindustrie, Teilprojekt 2: Modellierung und Bewertung

Kühle Räume im Sommer

<p>Gegen die Hitze: Das können Sie im Sommer für kühle Räume tun</p><p>Wie Sie Ihr Zuhause kühl halten und der Hitze trotzen</p><p><ul><li>Halten Sie mit dem richtigen Verhalten die Hitze draußen.</li><li>Bauliche Maßnahmen tragen dazu bei, dass Räume kühl bleiben.</li><li>Wenn nichts mehr hilft: klimafreundliches und geräuscharmes Klimagerät anschaffen und sparsam betreiben.</li></ul></p><p>Gewusst wie</p><p>Heiße Sommertage bringen oft Innentemperaturen über 30 °C mit sich. Dafür gibt es verschiedene Ursachen: Die dichte Bebauung in Städten führt tags und nachts zu höheren Temperaturen. Aber auch Mängel am Gebäude und das Nutzerverhalten tragen ihren Teil zur Überhitzung von Räumen bei.</p><p><strong>Mit ihrem Alltagsverhalten</strong> beeinflussen Sie, wie stark sich Ihre Wohnung erwärmt. Ist die Temperatur in der Wohnung erst einmal hoch, ist es schwer, die Raumtemperatur wieder zu senken. Deshalb ist es wichtig, dass sich die Wohnung erst gar nicht aufheizt.</p><p><strong>Bauliche Maßnahmen </strong>begrenzen die Wärmeströme nach innen und sind die Voraussetzung für das richtige Verhalten im Alltag. Sie sollten deshalb bereits bei der Planung eines Neubaus oder einer Sanierung mit den beteiligten Planer*innen besprochen und durchgerechnet werden. Gute Voraussetzungen für angenehme Sommertemperaturen bieten Wohnungen mit folgenden Eigenschaften:</p><p><strong>Wenn sich ein Raum immer noch überhitzt,</strong> sollten Sie ein klimafreundliches Klimagerät auswählen und es möglichst sparsam nutzen:</p><p><strong>Bewegliche Klimageräte vermeiden:</strong> Sie sind ineffizient und sollten, wenn überhaupt, nur ausnahmsweise genutzt werden.1&nbsp;Sie kühlen nicht effektiv, da die warme Abluft nach draußen gefördert wird und die nachströmende Luft den Aufstellraum sogar noch mehr aufheizt. Seit 2020 sind für solche Geräte nur noch Kältemittel mit Treibhauspotenzial (GWP) &lt; 150 zulässig, i.d.R. wird das umweltfreundliche Kältemittel Propan genutzt.</p><p>Hintergrund</p><p><strong>Umweltsituation:</strong></p><p>Die Klimawirkungs- und Risikoanalyse für Deutschland zeigt, dass die Außentemperaturen infolge des Klimawandels auch in Deutschland zunehmen. Trotz aller Bemühungen beim ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠ ist damit zu rechnen, dass beispielsweise die Sommertage (ab 25 °C) um 40 % häufiger werden und die Hitzetage (ab 30 °C) sich verdoppeln können.2 Deswegen werden Lösungen für Gebäudekühlung bereits stärker nachgefragt. Statt aktiver Klimaanlagen, die Energie verbrauchen und Treibhausgasemissionen verursachen, sollten vor allem passive Kühlmaßnahmen wie Sonnenschutz oder Nachtlüftung genutzt werden, die fast ohne Energie auskommen.</p><p>2023 verbrauchten die Klimageräte in Haushalten laut Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen 1,3 ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/t?tag=TWh#alphabar">TWh</a>⁠ Strom. Das entspricht einem Prozent des Stromverbrauchs aller Haushalte.3 Nicht-Wohngebäude zu kühlen verbrauchte 12,6 TWh Strom. Insgesamt entfielen 2023 in Deutschland 2,8 Prozent des Stromverbrauchs auf die Klimatisierung von Gebäuden.</p><p>Klimaanlagen tragen nicht nur durch den Stromverbrauch, sondern auch durch freigesetzte Kältemittel (mittlerweile bei Neugeräten im Wesentlichen R‑32, GWP=675 gemäß viertem ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/i?tag=IPCC#alphabar">IPCC</a>⁠ Assessment Report) zur Erderwärmung bei. Das GWP (<em>Global Warming Potential</em>) ist ein Maß für die Treibhauswirksamkeit eines Stoffes. Der GWP für CO2 beträgt 1, sodass im Falle von R-32 die Treibhauswirksamkeit 675mal so groß ist wie die von CO2. Daher haben auch relativ kleine Mengen, die in die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/a?tag=Atmosphre#alphabar">Atmosphäre</a>⁠ entweichen, eine hohe klimaschädliche Wirkung. Der Blaue Engel für Raumklimageräte zeigt für Klimageräte, wie es besser geht.</p><p><strong>Gesetzeslage:</strong></p><p>Das <a href="https://www.gesetze-im-internet.de/geg/__14.html">Gebäudeenergiegesetz</a> schreibt vor, dass der Sonneneintrag in Neubauten durch einen ausreichenden sommerlichen Wärmeschutz begrenzt werden muss. Allerdings bezieht sich dieses Kriterium auf das ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠ der Vergangenheit. Damit blendet es die seither eingetretene und in den nächsten Jahrzehnten noch zu erwartende Klimaerwärmung aus. Für bestehende Gebäude oder für Gebäudesanierungen gelten keine Anforderungen. Es ist daher ratsam, bei Neubau und Sanierung das zukünftige Klima zu berücksichtigen, um Überhitzung auch in den nächsten Jahrzehnten vorzubeugen.</p><p>Die <a href="http://data.europa.eu/eli/reg/2012/206">Verordnung (EU) Nr. 206/2012</a> bewirkt mit den Ökodesign-Anforderungen, dass die ineffizientesten und lautesten Klimageräte bis 12 kW Nennkälteleistung in der EU nicht mehr verkauft werden dürfen. Die Energieverbrauchskennzeichnung nach <a href="http://data.europa.eu/eli/reg_del/2011/626">Verordnung (EU) Nr. 626/2011</a> macht Energieeffizienz und Lautstärke der Klimageräte beim Kauf erkennbar.</p><p>Bestimmte Klimageräte dürfen gemäß Anhang IV der F-Gas-Verordnung (<a href="https://eur-lex.europa.eu/legal-content/DE/TXT/?uri=CELEX%3A32024R0573&amp;qid=1706009169366">Verordnung (EU) Nr. 2024/573</a>) nicht mehr auf den europäischen Markt gebracht werden. Seit 2020 zählen hierzu bereits bewegliche Klimageräte mit einem GWP des Kältemittels ≥ 150. Ab dem Jahr 2029 gilt dieser GWP-Grenzwert auch für Split-Klimageräte ("Luft-Luft-Splitsysteme") bis 12 kW Nennkälteleistung. Außerdem wird gemäß Anhang VII die Menge an HFKW (teilfluorierte Kohlenwasserstoffe, z.B. R-32), die auf den europäischen Markt kommt, schrittweise reduziert und bis 2050 auf null gesenkt.</p><p><strong>Marktbeobachtung:</strong></p><p>Die <strong>Wirkung von Sonnenschutz</strong> beschreibt der so genannte Abminderungsfaktor FC gemäß DIN 4108-2. Um effektiv vor Überhitzung zu schützen, sollte er, je nach Bauart des Raums und Größe des Fensters, bei höchstens 0,2-0,1 liegen, also 80 bis 90 Prozent der Sonneneinstrahlung abhalten. Außenliegender Sonnenschutz wie Jalousien, Rollläden, Fensterläden oder durchscheinende Textilscreens erreichen solche Werte problemlos. Zum Vergleich: Innenliegende Rollos halten nur 5 bis 45 Prozent der Sonneneinstrahlung ab – ein entscheidender Unterschied!</p><p>Zwei Arten von Klimageräten sind besonders häufig:</p><p><strong>Split-Klimageräte</strong> bestehen aus zwei Teilen: Das Außengerät mit Kompressor und Kondensator verflüssigt ein Kältemittel, das zum Innengerät geleitet wird, dort verdampft und so dem zu kühlenden Raum Wärme entzieht. Der erwärmte Dampf strömt zurück zum Außengerät, wo die Raumwärme an die Umgebung abgeleitet wird. Die am Innengerät kondensierende Raumfeuchte muss entweder aufgefangen oder mit neu zu verlegenden Kondensatleitungen abgeleitet werden können. Die Kühlwirkung von Split-Geräten ist im Allgemeinen gut. Die Stiftung Warentest rechnet für den Betrieb eines Klimageräts mit Stromkosten über 10 Jahre von 400-560 Euro (1.000-1.400 kWh mit 40 Cent/kWh).</p><p>In Deutschland werden seit dem Jahr 2019 etwa 200.000 Monosplit-Klimageräte jährlich verkauft. Installiert sind fast 1,6 Millionen Geräte, ein Teil davon auch in privaten Haushalten. Diese Zahlen werden im Rahmen der Treibhausgasberichterstattung zur Klimarahmenkonvention (⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UNFCCC#alphabar">UNFCCC</a>⁠) ermittelt und stützen sich auf Erhebungen der japanischen Kälte/Klima-Fachzeitschriften JARN (<em>Japan Air Conditioning, Heating and Refrigeration News</em>) und des Verbandes JRAIA (<em>Japan Refrigeration and Air Conditioning Industry Association</em>) sowie Expertenschätzungen. &nbsp;</p><p>Bei <strong>beweglichen Klima-</strong> <strong>oder Mono(block)geräten </strong>sind alle Bauteile in einen Apparat integriert. Die Geräte können daher ohne Installationsaufwand nahezu überall eingesetzt werden. Weil sie aber die heiße Abluft über einen Luftschlauch durch ein geöffnetes Fenster ausblasen, strömt im Gegenzug warme Luft von außen in den Raum. Die Folge: Der restliche Raum kann noch wärmer werden, die Kühlwirkung ist vergleichsweise gering, der Stromverbrauch relativ hoch.</p><p>In Deutschland werden jährlich ca. 90.000 mobile Klimageräte verkauft. Der Bestand in allen Sektoren beläuft sich auf etwa 840.000 Geräte.</p><p>Weitere Informationen finden Sie unter:</p><p>&nbsp;</p><p><strong>Quellen:</strong></p><p>1 <a href="https://www.test.de/Klimageraete-im-Test-4722766-0/">Klimageräte im Test</a>, Stiftung Warentest, 2023</p><p>2 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/479/publikationen/cc_14-2023_kuehle_gebaeude_im_sommer.pdf">Kühle Gebäude im Sommer</a>, Umweltbundesamt, 2023</p><p>3 <a href="https://ag-energiebilanzen.de/daten-und-fakten/anwendungsbilanzen/">Endenergieverbrauch nach Energieträgern und Anwendungszwecken</a>, Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen</p>

Wärmewende

<p>Die Wärmeversorgung der Gebäude befindet sich in einem großen Modernisierungsprozess. Heizungsanlagen werden auf erneuerbare Energien umgestellt, Kommunen bauen Wärmenetze aus und Gebäude werden durch energetische Sanierungsmaßnahmen effizienter und lebenswerter für alle. Die Wärmewende ist eine Chance, die Wärmeversorgung treibhausgasneutral, resilienter und sozial gerechter zu gestalten.</p><p>Lebenswerte, energieeffiziente Gebäude im Jahr 2045</p><p>Der Betrieb von Gebäuden verursacht in Deutschland heute noch etwa <a href="https://www.bmwk.de/Redaktion/DE/Publikationen/Energie/energieeffizienz-in-zahlen-2022.html">35 Prozent des Endenergieverbrauchs</a> und etwa 30 Prozent der CO₂-Emissionen. Insbesondere die Wärmeversorgung macht einen Großteil des Energieverbrauchs im Gebäude aus. Daher liegt in einer nachhaltigen, treibhausgasneutralen, energieeffizienten Wärmeversorgung ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/13-thesen-treibhausgasneutrale-gebaeude">zentraler Hebel</a>, um klimaschädliche Emissionen zu reduzieren.</p><p>Szenarioanalysen wie die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/szenarien-projektionen/rescue-wege-in-eine-ressourcenschonende">RESCUE-Studie</a> des ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠ untersuchen zukünftige Situationen sowie Wege, die in diese Zukunft führen. Sie zeigen auf, wie groß die Anstrengungen bei der Sanierung von Gebäuden und der Umstellung auf erneuerbare Energien sein müssen, um auf einen plausiblen Pfad in Richtung eines treibhausgasneutralen, post-fossilen und möglichst ressourcenschonenden Deutschlands zu kommen. Die klima- und energiepolitischen Ziele sind im nationalen Klimaschutzgesetz (KSG) sowie dem Energieeffizienzgesetz (EnEfG), dem Gebäudeenergiegesetz (GEG), und EU-Richtlinien (RED III; EED; EPBD u.a.) festgeschrieben. Um sie zu erreichen, sind kontinuierliche und vorausschauende Maßnahmen unerlässlich. Bei Anschaffungen und Arbeiten an Gebäuden muss deshalb schon heute an die geplante Treibhausgasneutralität 2045 gedacht werden.</p><p>Energieeffizienz</p><p>Ein wichtiger Grundsatz bei der zukunftsfähigen Wärmeversorgung ist, dass Wärme nicht unnötig verschwendet werden soll („efficiency first“). Es ist unerlässlich, Wärme dort einzusparen, wo sie niemandem nützt, Abwärme als Wärmequelle zu erschließen und Wärmeverluste der Gebäudehülle auf ein möglichst niedriges Ausmaß zu verringern. Das senkt den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/energiesparen/energiesparende-gebaeude">Energieverbrauch von Gebäuden</a> und erleichtert es, erneuerbare Energien zur Wärmeversorgung zu nutzen.</p><p>Energetische Sanierungen, wie die Wärmedämmung von Fassaden, Dach und Keller, sind neben einer Wärmeerzeugung mit erneuerbaren Energien die zentrale Voraussetzung für ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klimaschutz#alphabar">Klimaschutz</a>⁠ im Gebäudebestand. Denn auch erneuerbare Energien sind nur begrenzt verfügbar. Sanierungsmaßnahmen an der Gebäudehülle bergen großes Potenzial zum Energiesparen – gute Planung vorausgesetzt. Modernisierte und gedämmte Häuser können außerdem helfen, die Innenräume bei zunehmend heißen Temperaturen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/kuehle-raeume-im-sommer">kühl zu halten</a>. Sie steigern die Behaglichkeit sowie die Lebensqualität für Bewohnende. Das Hintergrundpapier „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/waermedaemmung">Wärmedämmung</a>“ beantwortet wichtige Fragen über Wärmedämmung und räumt Vorurteile aus. Mit „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/serielle-sanierung-in-europa-deutschland">serieller Sanierung</a>“ und „Sanierungssprints“ gibt es inzwischen innovative Verfahren, um Bestandsgebäude zügig zu effizienten Nullenergiegebäuden zu machen. Auch Maßnahmen, die weniger aufwändig sind, können viel bewirken: die Dämmung von Kellerdecke und oberster Geschossdecke ist mit etwas handwerklichem Geschick in Eigenleistung möglich. Eine optimierte Heizung mit hydraulischem Abgleich sorgt für effizienten Energieeinsatz und verteilt die Wärme gleichmäßig im Haus.</p><p>Wichtig sind Qualitätssicherung, ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/m?tag=Monitoring#alphabar">Monitoring</a>⁠ und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/realitaetsnahe-berechnung-des-energiebedarfs">realitätsnahe Berechnungen</a> von Einsparpotenzialen, damit die erwarteten Energieeinsparungen auch tatsächlich eintreten.</p><p>Auf die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/der-kumulierte-energieaufwand-als-foerderkriterium">Lebenszyklusbilanz eines Gebäudes</a> wirkt sich eine hohe Energieeffizienz positiv aus: zwar steigt mit höherer Energieeffizienz der Anteil des Herstellungsaufwandes, jedoch sinken insgesamt die Treibhausgasemissionen.<br>Durch die sogenannte Digitalisierung von Gebäuden lassen sich Wärmeverbräuche heute besser messen, analysieren und steuern. Energiemonitoring und Gebäudeautomation helfen dabei, das Nutzungsverhalten zu verstehen und den energiesparenden Betrieb von Gebäuden durch Anlagentechnik zu unterstützen. Auch verständliche Informationen in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/informative-transparente-heizkostenabrechnung-als">jährlicher Heizkostenabrechnung</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/verstaendliche-monatliche-heizinformation-als">monatlicher Verbrauchsinformation</a> können dabei hilfreich sein.</p><p>Nutzungsverhalten in der Wärmewende </p><p>Auch durch das <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/heizen-raumtemperatur">tägliche Verhalten</a>, regelmäßige Wartung und die richtige Nutzung der Gebäudetechnik kann Energie eingespart und der Geldbeutel geschont werden. Wichtig ist ein <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/sozio-technische-verhaltensbasierte-aspekte-der">gezielter Kompetenzaufbau</a> bei Bewohnenden, Facility Managern und weiteren Nutzergruppen von Gebäuden, um bereits installierte Gebäudetechnik effektiv anzuwenden. In einem intensivierten Energiemanagement und im energiesparenden Gebäudebetrieb von Wohn- und Nichtwohngebäuden liegen große Potenziale: 30 Prozent Einsparung sind möglich.</p><p>Neben energiesparendem Verhalten hat die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/flaechensparend-wohnen">individuell genutzte Wohnfläche</a> einen großen Einfluss auf den Energieverbrauch. Dadurch, dass die Wohnfläche pro Kopf in den zurückliegenden Jahren stetig wuchs, wurden die mühsamen Fortschritte in der energetischen Sanierung der Wohngebäude <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/treibhausgas-emissionen/komponentenzerlegung-treiber-energiebedingter-thg#haushalte">neutralisiert</a>. Große Wohnflächen entstehen in Haushalten oft durch den Auszug von Kindern oder Partner*innen. Umzüge, Umbauten und die Aufnahme weiterer Mitbewohner*innen können den Wohnraum wieder an den individuellen Bedarf anpassen. Hilfreich ist es, eine spätere Umnutzung (z.B. Teilung) von Gebäuden schon in der Bauphase mitzudenken. Auch Förderprogramme, die bei Umzug und Untervermietungen Unterstützung leisten, können wenig genutzte Wohnungen und unnötig große Wohnflächen verringern.</p><p>Insgesamt geht das Potenzial der sogenannten „Suffizienz“-Strategie über individuelles Verhalten hinaus. Hier ist auch die Politik gefordert. Sie muss den Rahmen so setzen, dass klimafreundliches Verhalten für die Menschen leichter möglich und zur Standard-Option wird (beispielsweise durch entsprechende Unterstützung und Förderprogramme).</p><p>Heizen ohne fossile Brennstoffe </p><p>Wärme kann aus unterschiedlichen Energiequellen bereitgestellt werden. Allerdings unterscheiden sich diese teils erheblich in ihrer technischen Erschließbarkeit, geographischen Zugänglichkeit und in der Effizienz ihrer Nutzung. Unsicherheiten in der Verfügbarkeit fossiler Brennstoffe, wie sie zuletzt durch die Energiekrise im Zuge des Krieges Russlands gegen die Ukraine deutlich geworden sind, stellen ein erhebliches Risiko für die Wärmeversorgung in Deutschland dar. Die Abhängigkeit von Gas und Öl bis zum vollständigen fossilen „Phase-out“ zu verringern, ist deshalb für die nationale und europäische Energiepolitik ein wichtiges Ziel. Die Wärmeversorgung von morgen muss auf Energiequellen basieren, die treibhausgasneutral, verlässlich, kostengünstig und risikoarm sind, was ausschließlich erneuerbare Energien sicherstellen können.</p><p>Betrachtet man die technische Entwicklung der Wärmeversorgung, so zeigt sich, dass insbesondere die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/umwelttipps-fuer-den-alltag/heizen-bauen/waermepumpe">Wärmepumpe</a> an Bedeutung gewinnt. Sie versorgt ein Haus ohne Brennstoffe mit Wärme auf Basis von Strom und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/umgebungswaerme-waermepumpen">Umgebungswärme</a> (Dekarbonisierung). Die ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/u?tag=UBA#alphabar">UBA</a>⁠-Plattform <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/umgebungswaerme-waermepumpen/so-gehts-mit-waermepumpen">So geht`s mit Wärmepumpen!</a> zeigt die Erfahrungen von Gebäudeeigentümerinnen*Gebäudeeigentümern, die ihre Heizung auf eine Wärmepumpe umgestellt haben. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/wasserstoff-schluessel-im-kuenftigen-energiesystem">Wasserstoff</a> zählt nicht zu den aussichtsreichen Lösungen für die Wärmewende im Gebäudebestand. Im Vergleich zu den brennstofffreien Alternativen ist Wasserstoff weniger energieeffizient und mittel- bis langfristig teurer.</p><p>Neben Heiztechniken mit erneuerbaren Energien für einzelne Gebäude leistet der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/niedertemperaturwaerme-kommunenleitfaden">Ausbau von Wärmenetzen</a> einen wesentlichen Beitrag zur treibhausgasneutralen Wärmeversorgung. Durch Nah-/Fernwärme werden nicht nur Abwärmepotentiale und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/natuerliche-kaeltemittel-in-stationaeren-anlagen/allgemeine-informationen/waermerueckgewinnung">Wärmerückgewinnungssysteme</a>, etwa von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/stahlindustrie-deutlich-mehr-abwaermenutzung">Industrieanlagen</a> oder Rechenzentren, nutzbar. Die Installation von Großwärmepumpen – beispielsweise in Kläranlagen oder an Flüssen – kann ganze Stadtteile mit Wärme versorgen. Fernwärmenetze entlasten Hauseigentümer*innen zudem davon, in jedes Haus eine eigene Heizungsanlage installieren und sich um die Dekarbonisierung selbst kümmern zu müssen.</p><p>Sozial gerechte Wärmeversorgung</p><p>Ausreichend beheizte, behagliche Wohn- und Arbeitsräume sind kein Luxus, sondern Bedingung für ein gesundes Leben. Steigende Energiepreise, ein schlechter energetischer Zustand des Gebäudes und ein geringes Einkommen können jedoch dazu führen, dass Haushalte ihre Wohnungen nicht angemessen heizen oder ihren Energiebedarf nur zu überproportional hohen Kosten decken können. Diese Haushalte werden als energiearme oder auch vulnerable Haushalte bezeichnet. Eine wichtige Aufgabe für soziale Klimapolitik ist es daher, Maßnahmen und Instrumente bereitzustellen, die es <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/identifying-supporting-vulnerable-households-in">energiearmen und vulnerablen Haushalten</a> ermöglichen, ihren fossilen Energiebedarf zu reduzieren. Die Klimaziel-kompatible energetische Modernisierung des Gebäudebestands muss so gestaltet werden, dass auch sozial und finanziell schlechter gestellte Menschen von technischen Fortschritten profitieren und soziale Härten als <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/sozialvertraegliche-dekarbonisierung-im">Folge von Sanierungsmaßnahmen</a> verhindert werden.</p><p>Auch mangelnde Entscheidungsbefugnisse über Sanierungsmaßnahmen bei Mietenden verengen die Handlungsspielräume. Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/teilwarmmietenmodelle-im-wohnungsmietrecht-als">Verteilung der Kosten</a> für energetische Sanierungen zwischen Mietenden und Vermietenden muss so gestaltet werden, dass energetische Modernisierungsmaßnahmen angereizt werden.</p><p>Eine sozialverträgliche Ausgestaltung der Wärmewende wirkt sich dabei nicht nur auf Wohnhäuser aus, sondern betrifft auch <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/klimaschutz-in-nichtwohngebaeuden-herausforderungen">soziale Einrichtungen</a>, kommunale Gebäude und Bildungseinrichtungen.</p><p>Zentrale Akteure der Wärmewende </p><p>Die Wärmewende ist eine gesamtgesellschaftliche Aufgabe. Umgesetzt wird sie aber vor Ort. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/kommunaler-klimaschutz">Kommunen</a> kommt dabei eine wichtige Rolle zu. Sie stehen im Kontakt mit den Bürgerinnen*Bürgern, der lokalen Wirtschaft sowie diversen sozialen und kulturellen Einrichtungen und haben direkten Zugriff auf die gebaute Infrastruktur. Sind kommunale Unternehmen vorhanden, sind die Gestaltungsmöglichkeiten für eine erfolgreiche Wärmewende noch größer.</p><p>Neben technischen Voraussetzungen und politischem Willen braucht es für den Erfolg der Wärmewende eine <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/gesellschaftliche-unterstuetzung-fuer-eine">breite gesellschaftliche Unterstützung</a>. Kommunale Verwaltungen können die Wärmewende nutzen, um den Dialog und eine aktive Beteiligung von Bürgerinnen*Bürgern zu fördern. Denn der Ausbau von Infrastrukturen zur Wärmeversorgung, etwa von Fernwärme, braucht gesellschaftlichen Rückhalt: Systematisches Lernen, transparente und regulierte Preise, Zugang zu relevanten Informationen und die Finanzierung von Beteiligungsprozessen – mit diesen Bausteinen kann die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/neue-studie-zeigt-mehr-unterstuetzungsmassnahmen">Fernwärme mehr Akzeptanz und Unterstützung</a> erfahren.</p><p>Es gibt viele Beispiele, wie das Zusammenspiel von zivilgesellschaftlichen und kommunalen Akteuren zu einem Treiber der sozialökologischen Transformation geworden ist. So haben etwa <a href="https://www.umweltbundesamt.de/das-uba/was-wir-tun/foerdern-beraten/verbaendefoerderung/projektfoerderungen-projekttraeger/buergerenergiegenossenschaften-als-promotoren-der">Bürger-Energiegenossenschaften</a> in der Vergangenheit unter Beweis gestellt, dass sie einen starken Beitrag für die Energiewende leisten.</p><p>Um die Wärmewende zielführender und erfolgreicher umzusetzen, spielen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/systemische-herausforderung-der-waermewende">(wirtschaftliche) Akteure</a> am Wärmemarkt eine zentrale Rolle. Entscheidungen und Investitionen von Energieversorgungsunternehmen und Energiedienstleistern sowie die praktische Umsetzung durch das Handwerk der Branche Sanitär, Heizung und ⁠<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/k?tag=Klima#alphabar">Klima</a>⁠ (SHK) bestimmen die Transformation des Wärmesektors maßgeblich. Um grüne Techniken zu unterstützen, bedarf es fairer Geschäftsmodelle, einer langfristigen Planbarkeit und Investitionen in Ausbildung und Forschung.</p><p>Die Wärmewende hat gravierende Auswirkungen auf den Arbeitskräfte- und Qualifikationsbedarf. Denn die organisatorische und bauliche Umsetzung von Projekten erfordert <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/fachkraefte-fuer-die-sozial-oekologische">Fachkräfte</a>, die in ihrem beruflichen Handeln als Pioniere des Wandels aktiv werden.</p><p>Politische Instrumente der Wärmewende</p><p>Länder und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/klimaschutzmanagement-treibhausgasneutralitaet-in">Kommunen</a> können die Wärmewende durch eine engagierte Kommunale Wärmeplanung (KWP) sowie durch die Vorbildfunktion von öffentlichen Liegenschaften und der öffentlichen Hand aktiv voranbringen. Die Kommunale Wärmeplanung ist ein strategisches Planungsinstrument, mit dem Kommunen ihre Wärmeversorgung vollständig auf erneuerbare Energien und unvermeidbare Abwärme umstellen. Der dabei entstehende Wärmeplan der Kommune wird regelmäßig aktualisiert und fortgeschrieben.</p><p>Die Bundesregierung hat zur Dekarbonisierung der Wärme neben regulatorischen Instrumenten (EnEfG, GEG) zahlreiche Förderproramme aufgesetzt (EEW, BEG, BEW, KWKG). Außerdem fördert die Bundesregierung durch Beratungsangebote, Wissensvermittlung und den Aufbau von Datenbanken die Wärmewende (Energieberatung für Wohngebäude und Nicht-Wohngebäude, Kompetenzzentrum Kommunale Wärmewende KWW; Plattform für Abwärme, Gas-Wärme-Kälte-Herkunftsnachweisregister-Verordnung GWKHV). Die nationalen Klimaschutzziele der Bundesregierung sind im Bundes-Klimaschutzgesetz (KSG) festgeschrieben. Darin wird geregelt, dass der Gebäudebestand bis 2045 treibhausgasneutral werden muss. Über den aktuellen Stand der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/treibhausgas-emissionen">Treibhausgasemissionen</a> wird jährlich berichtet. Das Umweltbundesamt untersucht mit den <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/klimaschutz-energiepolitik-in-deutschland/szenarien-projektionen/treibhausgas-projektionen-in-deutschland">Treibhausgas-Projektionen</a>, ob die Ziele des KSG voraussichtlich erreicht werden und welche Wirkung von politischen Instrumenten künftig zu erwarten ist. Es informiert den Deutschen Bundestag, den Expertenrat für Klimafragen, die EU, sowie die Vereinten Nationen über die Fortschritte in der Treibhausgasminderung und schlägt Maßnahmen vor, wie das 1,5-Grad-Ziel des Übereinkommens von Paris auf der Weltklimakonferenz 2015 erreicht werden kann.</p><p>Auf EU-Ebene wurden in den vergangenen Jahren zahlreiche Regularien und Gesetzesinitiativen verabschiedet, die eine Transformation des Wärmeverbrauchs und der Wärmeversorgung zum Ziel haben, so etwa die Renewable Energy Directive III (RED III), die Energy Efficiency Directive (EED), die Energy Performance of Buildings Directive (EPBD), das European Union Emissions Trading System (EU ETS), die Energy Taxation Directive (ETD) oder das Ökodesign und die Energieverbrauchskennzeichnung.</p>

Einfach zu Hause laden: Studie zum Ladeverhalten von Privatpersonen mit Elektrofahrzeug und eigener Wallbox

Die Nationale Leitstelle Ladeinfrastruktur unter dem Dach der bundeseigenen NOW GmbH begreift sich als Think-Tank rund um das Thema Ladeinfrastruktur: Sie erhebt und analysiert Daten, veröffentlicht Auswertungen sowie allgemeine Informationen zum Aufbau und Betrieb öffentlicher und privater Ladeeinrichtungen. Im Zusammenhang mit dem Förderprogramm „Ladestationen für Elektroautos – Wohngebäude“ (KfW 440) sind ca. 690.000 geförderte private Ladepunkte in den Jahren 2021 und 2022 in Betrieb gegangen. Die Nationale Leitstelle Ladeinfrastruktur betrachtet private Ladeeinrichtungen, sogenannte Wallboxen, als elementaren Bestandteil zum Aufbau einer flächendeckenden Ladeinfrastruktur. Aus diesem Grund führte die Nationale Leitstelle Ladeinfrastruktur eine umfangreiche Studie durch, in deren Rahmen Fördermittelempfangende des Förderprogramms KfW 440 befragt wurden. Die Ergebnisse geben Aufschluss über die Gründe der Anschaffung, die Kosten und Herausforderungen beim Aufbau privater Ladeinfrastruktur sowie über die Bedeutung des Förderprogramms selbst. Darüber hinaus wurden Erkenntnisse hinsichtlich des konkreten Nutzungsverhaltens gewonnen. Insbesondere wurden der Anteil des privaten Ladens am Gesamtladevolumen, Ladehäufigkeiten und -zeitpunkte sowie die Bedeutung des öffentlichen Ladens und Ladens bei der Arbeitsstelle untersucht. Die Ergebnisse dieser Untersuchung sind auf der Website der Nationalen Leitstelle Ladeinfrastruktur veröffentlicht worden (https://nationale-leitstelle.de/downloads/). Die dazugehörigen Roh- und Metadaten können hier in der Mobilithek heruntergeladen werden.

Energieoptimiertes Reallabor Jena mittels in Echtzeit skalierbarer Energiespeicher, Teilvorhaben: Smart Living und spezifisches Nutzerverhalten im Virtuellen Kraftwerk

JenErgieReal versteht sich als 'Blaupause' für die zukünftig ganzheitliche Versorgung mit elektrischer und thermischer Energie sowie der Integration der Mobilität als Bindeglied. Dabei werden die Haupttreiber des Energieverbrauchs Verkehr, Industrie, Gewerbe und Wohnen sektorenübergreifend betrachtet. JenErgieReal wird als Reallabor der Energiewende die für die deutsche Energiepolitik wesentlichen systemischen Herausforderungen in einem klar umrissenen Großvorhaben exemplarisch angehen und die Rolle der Infrastrukturbetreiber im Energiewendeprozess verdeutlichen. JenErgieReal hat Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems und widmet sich Forschungsfragestellungen, die eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der Energiewende einnehmen. Die Demonstration der Ergebnisse erfolgt als Reallabor in der Stadt Jena. Das primäre Ziel des Teilprojektes 3 (TP 3) im Verbundprojekt JenErgieReal liegt in der Umsetzung der mit den Projektpartnern entwickelten wissenschaftlichen und technischen (Wohn-) Quartierspeicherlösungen, ausgehend von der kleinsten Zelle Wohnung zum smarten Quartier. Durch den Einsatz von Smart-Home-Komponenten werden die Wohnungen Teil des Virtuellen Kraftwerkes. Es sollen neue Prozesse und Formen des Zusammenlebens für eine Verbesserung der Lebensqualität und attraktiven Lebensraumgestaltung entwickelt und erprobt werden. Das Wohnen soll einfacher und angenehm erlebbar und ein langes (eigenständiges) Wohnen durch smarte Anwendungen ermöglicht werden. Somit soll nachhaltig die Wohn- und Lebensqualität der Bewohner verbessert, eine Senkung der Betriebskosten durch die Reduzierung der Stromverbräuche, z.B. Photovoltaik am Gebäude (Mieterstrom) und der Heizkosten sowie eine zukunftssichere Ausstattung der Wohnungen und nachhaltige Immobilienbewirtschaftung unter Berücksichtigung von sozialen, technischen, ökonomischen und ökologischen (CO2-Einsparung) Parametern erreicht werden.

Forschungsinitiative Zukunft Bau - Forschungscluster 'Energieeffizientes und klimagerechtes Bauen', Entwicklung einer Strategie zur Unterstützung des Energieeinsparverhaltens von Nutzern in Büro- und Verwaltungsgebäuden

Der Energieverbrauch in öffentlichen Gebäuden kann durch die Veränderung des Nutzerverhaltens um bis zu 40 Prozent gesenkt werden. Ziel des Forschungsprojekts ist es, Strategien zur Beeinflussung bzw. Optimierung des Energieeinsparverhaltens der Nutzerinnen und Nutzer in Bürogebäuden zu erarbeiten. Durch die direkte Einbindung der Beschäftigten sollen alltagstaugliche und leicht umsetzbare Strategien entwickelt und die praktische Anwendbarkeit dieser untersucht und in der Heizperiode 2018/2019 in einer Pilotphase umgesetzt werden. Ausgangslage: Um die Energieeffizienz von Büros und Bürogebäuden zu steigern, werden viele technische Lösungen entwickelt und angewandt. Die tatsächliche Wirksamkeit und Nachhaltigkeit dieser Maßnahmen entsprechen allerdings häufig nicht den Erwartungen. Insbesondere bei der Energieeffizienz in Bürogebäuden ist die tatsächlich erreichte Nachhaltigkeitsleistung technikzentrierter Effizienzmaßnahmen oft geringer als die vorhergesagte Leistung. Dies liegt vor allem daran, dass der Einfluss von Nutzerinnen und Nutzern auf den Gebäudebetrieb - etwa Angestellte, Gebäudeeigentümerinnen und -eigentümer, Gebäudemanagerinnen und -manager etc. - nicht beachtet wird. Alltägliche Verhaltensmuster und Routinen führen vielfach zu Rebound-Effekten, die Energie verbrauchen und damit Kosten verursachen. Studien zeigen, dass durch die gezielte Veränderung des Nutzerverhaltens ein wesentlicher Beitrag zur Reduktion des Energieverbrauchs und damit zum Erreichen der Klimaziele in Bürogebäuden geleistet werden kann. Ziel: Ziel des Forschungsprojekts ist es, Strategien zur Beeinflussung und Optimierung des Energieeinsparverhaltens von Nutzerinnen und Nutzern in Büro- und Verwaltungsgebäuden zu erarbeiten. Mithilfe sozialempirischer Methoden werden mögliche Strategien zur Unterstützung des Energieeinsparverhaltens eruiert, wobei die Nutzerakzeptanz und eine dauerhafte intrinsische Motivation im Fokus der Betrachtung stehen. Das Monitoring des Raumklimas in den Büros ermöglicht zudem die Validierung der Strategien anhand quantitativer Indikatoren. Die entwickelten Strategien sollen weiterhin auf ihre praktische Anwendbarkeit geprüft sowie in der Heizperiode 2018/2019 in einer Pilotphase umgesetzt werden. Abschließend soll eine Potenzialabschätzung der verschiedenen Strategien vorgenommen werden.

Technologien für eine nachhaltige Wertschöpfungskette digitaler Medien, Teilvorhaben: Kontexterkennung und grüner digitaler Zwilling

Agentenbasierte netzwerkgetriebene Simulation umweltfreundlicher Konsummuster

Ziel der Arbeit ist es, die Bedeutung sozialer Einflusseffekte bei der Herausbildung umweltfreundlichen Konsumverhaltens in einer heterogenen Population von Haushalten zu untersuchen. Die Grundlage der Modellierung bildet ein soziales Interaktionsnetzwerk zur Repräsentation sozialer Einflussbeziehungen zwischen den einzelnen Haushalten. Die Analyse erfolgt anhand eines agentenbasierten Simulationsmodells. Es wird untersucht, welche Netzwerkstrukturen die Etablierung umweltfreundlichen Konsums über einen nur marginalen Anteil hinausgehend ermöglichen. Dabei besitzt die Untersuchung unterschiedlicher Netzwerkpositionen eine zentrale Funktion. Sie soll es ermöglichen, nicht nur die Wirksamkeit bestimmter Maßnahmen zur Förderung umweltfreundlichen Konsums, sondern auch die Effektivität möglicher netzwerkspezifischer Strategien zur Durchführung dieser Maßnahmen kritisch beurteilen zu können. Im Fokus der verlaufsoffenen Modellierung steht die Möglichkeit eines durch sozialen Einfluss, exogene Beeinflussung oder individuelle Gewohnheitsbildung hervorgebrachten Präferenzwandels, der sich begünstigend oder förderlich auf die Umweltfreundlichkeit des Konsumverhaltens auswirken kann. Im Vordergrund steht hier die Fragestellung, welche Mechanismen eine 'Verfestigung' von Präferenzen begünstigen und eine gewisse 'Resistenz' gegenüber gegenläufigen Einflüssen bewirken können. Um möglichst realistische Strukturen zu erreichen, beruht die Modellierung des sozialen Netzwerkes, das durch ein Zufallsprinzip erzeugt wird, auf der räumlich-geografischen und soziodemografischen Bevölkerungsstruktur einer gut abgrenzbaren Region. Bei der Netzwerkmodellierung werden sowohl soziale als auch räumliche Distanzen zwischen den Haushalten berücksichtigt.

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